Сознание не умирает после остановки сердца: ученые зафиксировали всплески активности мозга у мертвых крыс

Смерть долгое время считалась мгновенным событием — окончательным отключением, за которым не следует ничего. Однако современные научные работы раскрывают совершенно другую реальность. В тот момент, когда сердце прекращает биться и кровоснабжение мозга останавливается, нейроны не просто затихают. Они демонстрируют неожиданно мощную вспышку активности.

Неожиданный всплеск

В 2013 году команда ученых из Мичиганского университета во главе с Джимо Борджигин провела детальное исследование процессов, происходящих в мозге после остановки сердца. Специалисты вживили электроды в мозг лабораторных крыс и регистрировали электрические сигналы после введения хлорида калия, который вызывал остановку сердечной деятельности.

Выяснилось, что угасание мозга происходит не хаотично, а последовательно проходит через четыре четкие стадии. Первая фаза (CAS1) стартует с последнего сердечного сокращения и продолжается примерно четыре секунды. В этот момент фиксируется резкое усиление высокочастотных гамма-колебаний, достигающих примерно 130 герц. Вторая фаза (CAS2) длится около шести секунд и отличается смешением тета-волн с высокочастотными гамма-осцилляциями. Далее следует кратковременный дельта-всплеск продолжительностью менее двух секунд, после которого наступает третья, наиболее интенсивная фаза (CAS3). Она длится до двадцати секунд, и в этот период мозг охватывают синхронные низкочастотные гамма-волны. Завершает процесс четвертая фаза (CAS4) — полное электрическое молчание, соответствующее клинической смерти.

Гамма-волны — это высокочастотные колебания, которые в активном мозге ассоциируются с работой сознания, обработкой сенсорных данных и формированием целостной картины мира. Их возникновение в умирающем мозге казалось парадоксом: каким образом орган, лишенный кислорода, может проявлять активность, характерную для состояния осознанности?

В 2023 году та же группа исследователей опубликовала данные, полученные в ходе наблюдений за людьми. У четырех пациентов в состоянии комы, у которых отключали системы жизнеобеспечения, ученые снимали показания электроэнцефалограммы в последние минуты жизни. У двух из четырех был зарегистрирован резкий скачок гамма-активности, причем у одного пациента сила сигнала увеличилась примерно в 300 раз по сравнению с фоновыми значениями.

Эпицентр активности

Особое внимание привлекла локализация этого всплеска. Гамма-волны зарождались в области, которую нейробиологи именуют «горячей зоной» сознания — это зона соединения теменной, височной и затылочной долей коры головного мозга. Данный регион обычно активизируется во время сновидений, зрительных галлюцинаций и внетелесных переживаний, о которых часто сообщают пациенты с височной эпилепсией.

Более того, активность не была ограничена одним участком. Исследователи зафиксировали распространение гамма-колебаний между полушариями — от задних отделов коры к префронтальным зонам. Подобная дальняя связь между различными областями мозга считается ключевым условием для формирования осознанного восприятия и доступа к воспоминаниям.

Волна гибели и шанс на спасение

Однако всплеск гамма-активности — это лишь один из этапов сложного процесса умирания. Стефан Шарпье из Парижского института мозга описал полную последовательность событий, разворачивающихся в мозге после прекращения кровообращения.

Сначала регистрируются хаотичные изменения электрической активности. Затем наступает период электрического молчания — изоэлектрическое состояние, которое традиционно трактуется как прекращение функций мозга. Но это молчание обманчиво. Через некоторое время происходит ключевое событие — так называемая «волна смерти».

Данное явление представляет собой аноксическую деполяризацию: мощный электрический импульс, который распространяется по коре головного мозга, начинаясь в ее глубоких слоях, где расположены энергозатратные пирамидные нейроны. В этот момент клетки мозга набухают, а сопротивление тканей резко возрастает. Вероятно, именно эту фазу и зафиксировала команда Борджигин, наблюдая гамма-всплеск у умирающих пациентов.

Но самое важное открытие французских исследователей заключается в том, что этот процесс является обратимым. Если в определенный временной промежуток восстановить подачу кислорода, запускается зеркальная последовательность: нейроны реполяризуются, и электрическая активность постепенно возвращается.

Зоны неопределенности

Шарпье предлагает отказаться от восприятия смерти как моментального события и рассматривать ее как протяженный процесс. В своей модели он выделяет так называемые «сумеречные зоны» мозга — периоды, когда состояние нейронов остается неопределенным и может завершиться как необратимой гибелью, так и возвращением к жизни.

Первая сумеречная зона длится от начала кислородного голодания до наступления волны смерти. В этом интервале возвращение к жизни возможно с высокой долей вероятности. Вторая сумеречная зона наступает после попытки реанимации — это период неопределенности, когда мозг уже пережил волну смерти, но его восстановление все еще потенциально достижимо.

Клинические данные подтверждают эту модель. В масштабном исследовании с участием 567 пациентов, переживших остановку сердца в условиях стационара, почти 40% выживших (их общее число составило около 10%) сообщили о наличии воспоминаний или различных ощущений в период остановки кровообращения. Опыт этих людей был классифицирован по четырем категориям: осознанность во время проведения реанимационных мероприятий; осознанность в период после реанимации; сноподобное состояние; а также трансцендентные переживания — ощущение выхода из тела, встреча со светом (свет в конце тоннеля) или мгновенный пересмотр всей прожитой жизни.

Каковы выводы?

Всплески гамма-активности, зафиксированные у двух из четырех пациентов, наглядно демонстрируют, что умирающий мозг способен сохранять высокую активность даже после остановки сердца.

Ученые воздерживаются от категоричных интерпретаций. Гамма-всплеск может быть не маркером сознания, а патологическим процессом — последним хаотическим выбросом умирающих нейронов. Кроме того, тот факт, что феномен проявился лишь у половины наблюдаемых пациентов, указывает на значительную вариабельность процесса умирания у разных людей.